JP2001296838A

JP2001296838A - 液晶表示装置

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Publication number: JP2001296838A
Application number: JP2000110700A
Authority: JP
Inventors: Akimasa Yuki; 昭正結城; Masashi Agari; 将史上里; Junichi Fujino; 順一藤野; Kyoichiro Oda; 恭一郎小田; Toshio Hida; 敏男飛田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-04-12
Filing date: 2000-04-12
Publication date: 2001-10-26

Abstract

(57)【要約】【課題】高画質な動画表示が可能で、かつ、エネルギ
効率が高い新たなアクティブマトリックス型液晶表示装
置を提供すること。【解決手段】アクティブマトリックス液晶表示装置に
おいて、１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分
割し、各サブフレーム期間の前に当該サブフレーム期間
中に走査する全ラインの画素を一括選択し、該一括選択
に同期して、画素電位を揃えるための消去信号を一括選
択された画素に書きこむ。画像信号を書き込む前に前フ
レームの画像情報を消去して各画素電位を揃えるため、
液晶の初期状態を均一化して、前フレームの表示階調の
相違による液晶応答時間の違いを解消することができ
る。また、サブフレーム期間中に走査する全ラインの画
素に一括して消去信号を書き込むため、従来と同等の駆
動周波数で動作させることができる。したがって、液晶
表示装置の消費電力を上げることなく、動画表示の画質
を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブマトリ
ックス型液晶表示装置に関し、特に、高画質な動画表示
が可能で低消費電力なアクティブマトリックス型液晶表
示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、高精細、低消費電力、省スペース
を実現できる液晶表示装置（以下、ＬＣＤ）が、コンピ
ュータモニタやテレビジョン表示装置等の様々な用途に
急速に普及しつつある。しかし、ＬＣＤは、これらの用
途に従来から主に用いられてきた陰極線管（以下、ＣＲ
Ｔ）に対して、動画表示における画質が十分ではない。

【０００３】例えば、図９（ａ）に示すように、黒い背
景中を白い物体５０がある方向に移動する画面を表示す
る場合、ＬＣＤでは、図９（ｂ）に示すように観者に物
体５０の輪郭がぼけて知覚される「動きぼけ」や、図９
（ｃ）に示すように移動前の物体の残像５１が知覚され
る「ゴースト」が発生してしまう。

【０００４】こうした動画表示上の問題は、一つには、
信号に対する液晶の応答時間が長いことに起因する。現
在一般に用いられているツイステッドネマチック型（以
下、ＴＮ型）やスーパ・スイステッド・ネマチチック型
（以下、ＳＴＮ型）のＬＣＤにおいては、液晶に電界を
印加してから液晶分子の配列が変化して所望の光透過率
に達するまでの電気光学応答時間が、一般的な映像信号
のフレーム周期である１６．７ｍｓｅｃに対して数倍長
いため、１フレーム期間内に動き部分の光学応答が完了
しない。このため、液晶の光学応答の遅れが、「動きぼ
け」や「ゴースト」として視認されてしまう。

【０００５】また、ＬＣＤが、次のフレームの画像情報
に書き換えられるまで発光を続けるホールド型であるこ
とも、動画に対する表示品質が低い原因であるとされて
いる。ＬＣＤとして多く用いられている薄膜トランジス
タ型（以下、ＴＦＴ型）ＬＣＤは、液晶に電界を印加す
ることにより蓄えられた電荷が次に電界を印加するまで
比較的高い割合で保持される。このため、図１０（ａ）
に示すように、ＬＣＤの各画素は次のフレームの画像情
報に基づく電界印加により書き換えられるまで発光を続
ける。一方、電子ビームを走査して蛍光体を発光させて
表示を行うＣＲＴ表示装置においては、図１０（ｂ）に
示すように、各画素の発光は概ねインパルス状となる。
したがって、ＬＣＤは、ＣＲＴに比べて画像表示光の時
間周波数特性が低く、それに伴い空間周波数特性も低下
して観視画像のぼけを生じる。

【０００６】ＬＣＤの動画表示における画質を向上する
ため、バックライトを分割して駆動することが、例えば
特開平１１−２０２２８６号公報に開示されている。図
１１は、その装置構成を示すブロック図である。液晶パ
ネルの背面に配置されたバックライト５４を複数の発光
領域５４ａ〜５４ｄに分割し、対応する領域の液晶パネ
ルの画像書きこみ操作に対して一定の時間遅延を持たせ
ながら、各発光領域５４ａ〜５４ｄにある放電ランプ５
６を点灯制御回路６０によって順次発光させる。

【０００７】図１２は、このような液晶表示装置におけ
る、液晶の光学応答とバックライト発光タイミングの関
係を示すタイミング図である。各画素に映像信号を書き
込むタイミングを制御するゲートパルス６２がフレーム
周期毎に立ちあがり、それに同期して各画素の画像情報
が書き換えられる。時刻Ｓ１において黒画像から白画像
に書き換えられた画素の液晶光学応答６４ａは、書き換
え直後のフレーム期間において輝度が大きく増加し、そ
の後数フレームをかけて完全な白表示となる。バックラ
イトは、ゲートパルス６２の立ちあがりに対して一定の
遅延時間が経過した時刻Ｓ２に点灯を開始し、次のゲー
トパルス６２が立ちあがる時刻Ｓ３に消灯する。これに
より、液晶光学応答の変化の途中経過が観視者にあまり
見えず、また、各画素の発光がインパルス状に近くなる
ため、動画表示における画質が向上する。

【０００８】また、応答速度が遅いＴＮ型ＬＣＤに代え
て数ｍｓｅｃで応答可能なパイセル型（pi-cell）のＬ
ＣＤを用いることにより光学応答性を高め、さらに、１
フレーム中に２回の書き込みを行うサイクリック・リセ
ッティング駆動法（以下、ＣＲ駆動法）を行うことによ
ってインパルス型発光に近づけることにより、動画表示
の画質を向上することが提案されている。

【０００９】図１３は、そのような液晶表示装置におけ
る動作タイミングを示すタイミングチャートである。ゲ
ートパルス６４は、１フレーム期間中に２回立ちあが
り、１回目の立ち上がりにおいて画像信号の書き込みが
行われ、２回目の立ちあがりにおいて黒信号の書き込み
が行われる。例えば、時刻Ｓ１’において黒画像から白
画像に書き換えを行った場合、液晶光学応答６６は書き
換え後の短時間に白表示に変化してフレーム期間の前半
は白表示を続け、フレーム中間の時刻Ｓ２’において黒
表示に書き換えられてフレーム期間の後半は黒表示とな
る。液晶が短時間に応答し、また、フレーム前半に画像
を表示してフレーム後半に黒表示を行うことによって各
画素の発光状態がインパルス型に近づくため、動画表示
における画質が向上する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の液
晶表示装置には、次のような問題点があった。まず、特
開平１１−２０２２８６号公報に記載されているような
バックライトを分割駆動する液晶表示装置の場合、前述
の動画表示上の問題点のうち、「動画ぼけ」は改善される
ものの、「ゴースト」を十分に消すことができない。図９
（ｃ）に示すように、ゴーストが生じる原因は、黒画像
から白画像に書き換えられる領域５２と白画像から白画
像に書き換えられる領域５３との間に、液晶応答時間の
違いに基づくコントラスト差が生じることにある。しか
し、ＴＮ型液晶の応答時間はフレーム期間よりも数倍長
いため、図１２に示すように、黒画像から白画像に書き
換えられる領域５２に対応する液晶光学応答６４ａと、
白画像から白画像に書き換えられる領域５３に対応する
液晶光学応答６４ｂとの間には、バックライトが点灯す
る期間（Ｓ２〜Ｓ３）においても輝度差が存在する。こ
の輝度差が完全に解消するのは、書き換えを行ってから
数フレーム後である。したがって、バックライトの点灯
時間をいくら制限しても、ゴーストが残ってしまう。

【００１１】一方、ＣＲ駆動法を用いたパイセル型ＬＣ
Ｄの場合は、液晶の応答速度が速いため、「動画ぼけ」と
「ゴースト」の両方を対策することが可能である。しか
し、ＣＲ駆動法を行う結果、液晶表示装置の消費電力が
高くなり、消費電力と画面輝度の比で表されるエネルギ
効率が悪くなるという問題点があった。液晶表示装置の
消費電力は、液晶パネルの消費電力分とバックライトの
消費電力分に分けて考えることができるが、ＣＲ駆動法
ではその両方が高くなってしまう。

【００１２】まず、図１３に示したように、ＣＲ駆動法
では１フレーム期間中に２回の書き込みを行うため駆動
周波数が通常の２倍になるが、液晶パネルの消費電力は
駆動周波数にほぼ比例するため、液晶パネルの消費電力
が従来の約２倍となってしまう。また、図１３に示すよ
うに、ＣＲ駆動法においては、バックライトを連続点灯
させながら液晶パネル自身を黒表示とすることによって
インパルス型の発光としているため、バックライトの消
費電力のうち約半分は画面輝度に関係なく無駄に消費さ
れている。したがって、従来と同等の明るさを確保する
ためには、バックライトへの供給電力を従来の２倍に上
げなければならず、消費電力が従来の約２倍となる。ま
た、こうしたエネルギ効率の問題に加えて、パイセル型
ＬＣＤの製造には、従来用いられてきたＴＮ型ＬＣＤと
異なる製造技術が必要とされるため、実用に供するには
新たな製造技術の開発が必要とされるという問題もあっ
た。

【００１３】そこで、本発明は、高画質な動画表示が可
能で、かつ、エネルギ効率が高い新たなアクティブマト
リックス型液晶表示装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の液晶表示装置は、マトリックス状に配列した
画素と、各画素に接続したスイッチ手段とを有する画像
表示部と、前記スイッチ手段を駆動しながら前記画素を
ライン毎に選択して１フレーム期間に渡って一画面の走
査を行う行駆動回路と、前記走査に同期して、選択され
たラインの画素に画像信号を書きこむ列駆動回路とを備
えた液晶表示装置において、前記行駆動回路は、１フレ
ーム期間を複数のサブフレーム期間に分割し、各サブフ
レーム期間の前に当該サブフレーム期間中に走査する全
ラインの画素を一括選択し、該一括選択に同期して、前
記列駆動回路が、画素電位を揃えるための消去信号を一
括選択された画素に書きこむことを特徴とする。

【００１５】画像信号を書き込む前に前フレームの画像
情報を消去して各画素電位を揃えるため、液晶の初期状
態を均一化して、前フレームの表示階調の相違による液
晶応答時間の違いを解消することができる。また、サブ
フレーム期間中に走査する全ラインの画素に一括して消
去信号を書き込むため、従来と同等の駆動周波数で動作
させることができる。したがって、液晶表示装置の消費
電力を上げることなく、「ゴースト」のない優れた動画品
質とすることができる。

【００１６】また、画素電位を揃えるための消去信号
は、画像信号の最大電圧レベル以上の電圧レベルを有す
ることが好ましい。液晶表示素子は、一般に、印加電圧
オフから印加電圧オンへの変化の方がその逆の変化に比
べて応答速度が速く、また、印加電圧レベルが高い程、
応答速度が速くなるためである。

【００１７】さらに、液晶中の不純物による焼きつきを
防止するために、消去信号の極性をフレーム毎に反転す
ることが好ましい。

【００１８】またさらに、前記行駆動回路が、ｎ番目
（ｎは整数）のサブフレーム期間についての一括選択
を、（ｎ−１）番目のサブフレーム期間における一のラ
インの選択と同時に行うことが好ましい。これにより、
従来と異なる新たなタイミングを設定する必要がなくな
るため、従来の駆動回路をあまり複雑化することなく消
去信号の書き込みを行うことが可能となる。

【００１９】しかし、この場合、一括選択が同時に行わ
れたラインには、画像信号に代えて消去信号が書き込ま
れることになるため、画面に横線が現れるという問題が
ある。そこで、一括選択を同時に行うラインを、当該ラ
インの後にある少なくとも１つのラインと同時に再選択
することが好ましい。これにより、消去信号が書き込ま
れた画素に、本来書き込まれる情報に近い画像信号を書
き込み、横線を目立たなくすることができる。

【００２０】加えて、さらに横線を見えにくくするた
め、一括選択を同時に行うラインを、フレーム毎に異な
るラインとしても良い。

【００２１】また、ｎ番目のサブフレーム期間について
の一括選択を、（ｎ−１）番目のサブフレーム期間にお
ける一のラインの選択に代えて行い、そのラインをフレ
ーム毎に異なるラインとしても良い。

【００２２】また、前記画像表示部の背面に、各サブフ
レーム期間に走査される画素行から成る分割表示領域ご
とに照明可能な光源を備え、前記光源が、各分割表示領
域を、その領域の走査終了から遅延して所定期間だけ照
明することが好ましい。これにより、液晶表示装置の発
光をインパルス型として、「ゴースト」及び「動画ぼけ」の
ない優れた動画品質とすることができる。

【００２３】また、前記光源が、各分割表示領域を、当
該分割表示領域に消去信号が書き込まれる間は照明しな
いことが好ましい。これにより、画像を消去する間の画
像の乱れが観視者に見えず、色度ずれ等の発生を防止す
ることができる。

【００２４】また、本発明の液晶表示装置は、応答速度
の遅い液晶を用いても高画質の動画を表示することがで
きるため、ツイステッド・ネマチック型とすることがで
きる。したがって、従来の製造技術を生かして容易に製
造することができる。

【００２５】また、本発明は、上記本発明に係る液晶表
示装置を備えた液晶モニタでもある。本発明に係る液晶
表示装置は、エネルギ効率が従来と同等であり、かつ高
画質な動画表示が可能であるため、これを用いて液晶モ
ニタを構成することにより、携帯用途に適し、動画対応
に優れた液晶モニタを提供することができる。

【００２６】さらに、本発明は、かかる液晶モニタを備
えたパーソナルコンピュータでもある。高画質の動画を
表示でき、マルチメディア用途に適したパーソナルコン
ピュータを提供することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、本発明の
実施の形態１に係る液晶表示装置を示す概略図である。
液晶表示装置２０は、液晶パネル２２と、垂直駆動回路
（＝行駆動回路）２４、水平駆動回路（＝列駆動回路）
３０から成り、液晶パネルの背面にバックライトを備え
る。液晶パネル２２の画像表示部２２ａには、画素がマ
トリックス状に配列され、各画素に薄膜トランジスタ
（以下、ＴＦＴ）等のスイッチング素子が接続されてい
る。尚、図１において、画素及びＴＦＴは省略してい
る。垂直駆動回路２４は、制御回路３３から送られるタ
イミング信号に基づいて駆動されるゲート・ドライバＩ
Ｃ２６を垂直回路基板２５上に有しており、ゲート配線
２８を介して、各画素のＴＦＴをライン毎に駆動しなが
ら１フレーム期間に渡って一画面の走査を行う。また、
水平駆動回路３０は、制御回路３３からタイミング信号
及び画像信号を受信して駆動するソース・ドライバＩＣ
を水平回路基板３１上に有しており、ソース信号線３４
を介して、垂直駆動回路２４によって選択された画素行
に画像信号を書き込む。

【００２８】画像表示部２２ａは、例えば８つの分割表
示領域（＃１〜＃８）に分割されており、垂直駆動回路
２４は、各分割表示領域の走査の前に、分割表示領域内
の全てのゲート線を一括選択し、この一括選択に同期し
て、水平駆動回路３０が各画素に消去信号を書き込む。
これにより、画像信号の書きこみ前に前フレームの画像
情報を消去して、各画素の光学応答時間を前フレームの
表示画像に依らず均一化することができる。また、一括
消去信号を書き込むためのゲート配線の選択回数は１フ
レーム中に８回であり、画像信号を書き込むためのゲー
ト配線の選択回数（通常は４８０〜８００回）に比べて
僅かであるため、ゲート線の駆動周波数は従来と同等の
まま、消去信号を書き込むことができる。

【００２９】図２及び図３は、図１に示す液晶表示装置
を示す側面図及び背面図である。液晶パネル２２の背面
に設置されたバックライト３６の中には、画像表示部２
２ａの各分割表示領域＃１〜＃８に対応して８本の冷陰
極蛍光管３８が配置されており、それぞれの点灯領域の
境界に遮光壁４０が備えられている。バックライト３６
内の８本の冷陰極蛍光管３８は、バックライト点灯回路
４２によって駆動される。バックライト点灯回路４２
は、制御回路３３からの制御信号に基づいて、垂直駆動
回路２４による各分割表示領域の走査に同期して一定の
遅延時間の後に各冷陰極管３８を順次点灯する。これに
より、液晶表示装置の発光をインパルス型に近似した状
態とすることができる。

【００３０】以下、この液晶表示装置の動作の詳細につ
いて説明する。基本的な動作は、線順次方式の映像描画
法であり、映像信号中の同期信号と同期してゲート配線
２８が順次選択され、そのゲート配線２８に接続される
各液晶画素に、各々に対応して割り当てられるべき階調
電圧がソース信号線３４から供給される。図８に示すよ
うに、書き込まれた階調電圧に応じて液晶パネルの透過
率が変化するため、バックライトからの光を変化させて
映像信号を光信号に変換することができる。この動作
を、ゲート配線２８を順次選択しながら繰り返すことに
より画像が表示される。

【００３１】図４は、図１に示す液晶表示装置の駆動回
路を示すブロック図である。駆動回路は、画像表示部２
２ａ、垂直駆動回路２４、水平駆動回路３０、及びバッ
クライト制御回路１８から成り、外部から入力される画
像信号及び同期信号に基づいて動作する。画像表示部２
２ａは、８つの分割表示領域＃１〜＃８に分割されてお
り、各分割表示領域内に、液晶画素１とこれに接続した
ＴＦＴ素子２とのマトリックス配列を有している。各Ｔ
ＦＴ素子２のドレインに液晶画素１が接続し、各ＴＦＴ
素子２のゲートに各行毎に共通してゲート配線２８が接
続し、各ＴＦＴ素子２のソースに各列毎に共通してソー
ス信号線３４が接続している。

【００３２】垂直駆動回路２４は、一般的なアクティブ
マトリックス液晶表示装置と同様に、垂直ドライバ制御
回路１７、シフトレジスタ１２、出力バッファ１４を有
しており、画像表示部２２ａのゲート線２８を線順次に
走査して駆動する。しかし、一般的な液晶表示装置と異
なり、シフトレジスタ１２と出力バッファ１４の間には
ＯＲ回路１３が設けられており、ＯＲ回路１３の入力側
の一方にシフトレジスタの出力信号が入力し、入力側の
他方に一括選択信号ＢＷ１〜ＢＷ８が入力するようにな
っている。ＯＲ回路１３の一括選択信号入力側は、対応
する分割表示領域毎に互いに接続されており、各分割表
示領域の番号＃１〜＃８に対応する一括選択信号ＢＷ１
〜ＢＷ８が入力される。一括選択信号ＢＷ１〜ＢＷ８が
入力されることにより、分割表示領域内の全てのＴＦＴ
素子２は一括してＯＮ状態となる。

【００３３】水平駆動回路３０は、一般的なアクティブ
マトリックス液晶表示装置と同様に、水平ドライバ制御
回路１６、シフトレジスタ６、ラッチ回路７、Ｄ/Ａコ
ンバータ８、インバータ９を有しており、垂直駆動回路
２４に同期して、垂直駆動回路２４によって選択された
行の画素に画像信号を書きこむ。しかし、一般的な液晶
表示装置と異なり、水平駆動回路３０は、画像信号処理
回路４において画像信号に消去信号を合成することによ
り、垂直駆動回路２４による一括選択のタイミングに同
期して消去信号の書き込みを行う。

【００３４】バックライト制御回路１８は、垂直駆動回
路２４によるゲート配線の選択と同期して、各分割表示
領域＃１〜＃８の走査が終了してから一定の遅延時間後
に、各分割表示領域に対応する冷陰極管を所定時間だけ
点灯する。

【００３５】図５は、分割表示領域＃１〜＃８におけ
る、各画素行の光学応答及びバックライトの点灯タイミ
ングを示すタイミング図である。図５において、各曲線
は各画素行における液晶の光学応答波形を表し、斜線部
はバックライトの点灯期間を表す。垂直駆動回路２４
は、１つのフレーム期間を、ブランキング期間を除いて
８つのサブフレーム期間（ｔ₁〜ｔ₈）に分割し、各サブ
フレーム期間中に、対応する分割表示領域＃１〜＃８内
での書き込み走査を行う。例えば、フレーム周波数を６
０Ｈｚとすると、１フレーム期間は１６．６ｍｓｅｃと
なり、ブランキング期間を除くと、１６/８の約２ｍｓ
ｅｃで各分割表示領域内での書き込み走査を行う。

【００３６】分割表示領域＃１に注目して説明する。ま
ず、あるフレーム期間の最終のサブフレーム期間ｔ₈’
において、垂直駆動回路２４によって分割表示領域＃１
の全画素行が一括選択され、これに同期して水平駆動回
路３０から液晶の最大階調（黒階調）以上の消去信号Ｖ
_hが印加されて分割表示領域＃１内の画素の電位が揃え
られる。続いて、次のフレーム期間の最初のサブフレー
ム期間ｔ₁において、垂直駆動回路２４によって分割表
示領域＃１の各画素行が順次走査され、これに同期して
水平駆動回路３０から各画素に画像信号が書き込まれ
る。そして、サブフレーム期間ｔ₂〜ｔ₅に相当する８ｍ
ｓｅｃの遅延時間の後、サブフレーム期間ｔ₆及びｔ₇に
おいて、バックライト駆動回路１８によって分割表示領
域＃１に対応する領域のバックライトが点灯される。最
終のサブフレーム期間ｔ₈において、バックライトが消
灯され、分割表示領域＃１の全画素行が再び一括選択さ
れて消去信号Ｖ_hが印加される。

【００３７】分割表示領域＃２〜＃８においては、１サ
ブフレーム期間（２ｍｓｅｃ）ずつタイミングずらしな
がら、分割表示領域＃１と同様の動作が行われる。例え
ば、サブフレーム期間ｔ₈’においては、分割表示領域
１が一括選択され、分割表示領域８が走査され、分割表
示領域２及び３のバックライトが点灯している。サブフ
レーム期間ｔ₁においては、分割表示領域１が走査さ
れ、分割表示領域２が一括選択され、分割表示領域３及
び４のバックライトが点灯している。

【００３８】こうして駆動された液晶表示装置において
は、画像信号の書き込み前に分割表示領域内の全画素の
電位がＶ_hに揃えられ、また、画像信号の書き込み後の
液晶の応答がある程度安定した期間にのみバックライト
が点灯するため、前フレーム期間の表示階調が異なる画
素同士であっても、液晶光学応答のずれは殆ど知覚され
ない。したがって、ＴＮ型液晶等の応答速度の遅い液晶
を用いた場合にも、ゴーストをほぼ完全に消去すること
ができる。また、バックライトの点灯期間が制限されて
いる結果、インパルス型の発光状態となっているため、
「動きぼけ」のないシャープな画像が得られる。

【００３９】また、画素電位をＶ_hに揃えて前フレーム
期間の画像を消去する間はバックライトが消灯している
ため、この画像消去期間における画素同士の光学応答の
ずれは使用者に見えず、色度ずれの問題も発生しない。

【００４０】尚、「ゴースト」の消去の観点からは、消去
信号は黒信号であることが好ましく、その電圧Ｖ_hはで
きるだけ高い方が好ましい。一般的なノーマリホワイト
駆動のＴＮ型液晶表示素子の場合、白階調から黒階調へ
の変化の方が液晶の応答速度が速く、また、液晶表示素
子一般に、印加電圧が高い方が応答速度が速くなるから
である。また、液晶中の不純物による焼きつき対策とし
て、Ｖ_hの極性を表示領域毎に、或いはフレーム毎に反
転させることが好ましい。

【００４１】また、この実施例において、各分割表示領
域のバックライトの点灯時間は約４ｍｓｅｃであり、バ
ックライトの点灯時間比率は約１／４となる。したがっ
て、従来のようにバックライトを連続点灯する場合と同
等の画面輝度を確保するためには、バックライト中の冷
陰極管の本数を増やす等してバックライトの発光輝度を
約４倍に高める必要がある。しかし、バックライトの点
灯時間比率に比例して消費電力も従来の１/４となって
いるため、バックライトの輝度を高めても消費電力は従
来と同等とすることができる。

【００４２】尚、バックライトの点灯時間比率は、上記
遅延時間を変化させることによって調節することがで
き、動画表示と画面輝度のバランスを考慮して適宜設定
すれば良い。動画表示の観点からは、液晶の光学応答が
安定してから発光するように点灯時間比率を小さく設定
する方が好ましい一方、画面輝度の観点からは点灯時間
比率を大きく設定する方が好ましい。

【００４３】次に、消去信号の書き込み、画像信号の書
き込み、及びバックライトの点灯の具体的なタイミング
について図６を参照しながら説明する。図６は、サブフ
レーム期間ｔ₈’〜ｔ₂にかけてのタイミングを示してお
り、図の上段はソース信号線の電位を表し、中段は分割
表示領域＃１及び＃２における１行目〜４行目のゲート
配線の電位を表し、下段は分割表示領域＃１〜＃４にお
けるバックライトの点灯タイミングを表している。

【００４４】まず、サブフレーム期間ｔ₈’において、
画像信号の同期信号により決められた最初のタイミング
で、分割表示領域＃１に対応する領域のバックライトが
消灯し、分割表示領域＃３に対応する領域のバックライ
トが点灯し、分割表示領域＃１の全ゲート配線が一括選
択されて消去信号Ｖ_hがソース信号線から供給される。
続いて、サブフレーム期間ｔ₈’の残りの期間をかけ
て、分割表示領域＃８のゲート配線が順次選択されて各
画素に割り当てるべき画像信号Ｖ_sigがソース信号線か
ら供給される。次に、サブフレーム期間ｔ₁において、
最初のタイミングで分割表示領域＃２に対応する領域の
バックライトが消灯し、分割表示領域＃４に対応する領
域のバックライトが点灯し、分割表示領域＃２の全ゲー
ト配線が一括選択されて消去信号Ｖ_hがソース信号線か
ら供給される。続いて、サブフレーム期間ｔ₁の残りの
時間をかけて、分割表示領域＃１の全ゲート配線が順次
選択されて各画素に割り当てるべき画像信号Ｖ_sigが供
給される。以降のサブフレーム期間においても同様の動
作が繰り返される。

【００４５】図６に示すように、ｎ番目分割表示領域の
一括選択は、（ｎ−１）番目の分割表示領域の１行目の
選択と同時に行われ、これに同期してソース信号線は消
去信号Ｖ_hを出力する。こうした駆動を行うことによ
り、通常の画像書き込みを行う場合と同一の駆動周波数
によって一括消去信号を書き込むことができ、液晶パネ
ルの消費電力を従来と同等とすることができる。しか
し、これによって各分割表示領域の１行目の画素には画
像信号Ｖ_sigの代わりに消去信号Ｖ_hが書き込まれること
となり、分割表示領域の１行目が黒い横線となって見え
るという問題が生じる。

【００４６】そこで本実施の形態においては、図６に示
すように、各分割表示領域の１行目の画素に消去信号Ｖ
_hが書き込まれた後に、各分割表示領域の１行目の画素
を２行目の画素の選択と同時に再選択して、１行目及び
２行目の画素の両方に２行目の画像信号Ｖ_sigを書き込
む。３行目以降のゲート配線を選択するときは、従来と
同様に、単にそのゲート配線に接続された画素に対応し
た画像信号Ｖ_sigを書き込む動作を繰り返す。これによ
り、１行目の画素に消去信号Ｖ_hが書き込まれた直後
に、本来与えられるべき画像信号Ｖ_sigに近い信号を与
えることができ、黒い横線発生の問題を解消することが
できる。尚、図６に示すように画像信号Ｖ _sigを画素行
毎に極性反転している場合に、本来の極性と同一極性の
画像信号を与えるために、各分割表示領域の１行目の画
素を３行目の画素の選択と同時に再選択しても良い。

【００４７】また、本実施の形態においては、ｎ番目の
分割表示領域への消去信号の書き込みを、（ｎ−１）番
目の分割表示領域の１行目の選択と同時に行う場合を例
として説明したが、１行目の選択と同時に行う場合だけ
には限られない。（ｎ−１）番目の分割表示領域の走査
開始側約１／４程度にある行であれば、その行（以下、
ｉ行目（ｉは整数）とする）と同時にｎ番目の分割表示
領域への消去信号の書き込みを行うことができる。ま
た、この場合にはｉ行目の画素を、（ｉ＋１）行目又は
（ｉ＋２）行目の画素と同時に再選択することによって
黒い横線発生を防止することができる。

【００４８】実施の形態２．実施の形態１においては、
黒い横線発生の問題を解決するため、消去信号が書きこ
まれた画素行を、次の画素行又は１行おいて次の画素行
と同時に再選択した。本実施の形態においては、消去信
号を書き込むタイミングをランダムに又は周期的に変化
させることによって横線を目立たなくする。

【００４９】例えば、図７（ａ）に示すように、ｎ番目
の分割表示領域の一括選択を行うタイミングを、（ｎ−
１）番目の分割表示領域における１〜５行目の範囲で周
期的に変化させる。これにより、黒い横線発生の起こる
行をフレーム毎に変化させて横線の存在が観視者に知覚
されにくくすることができる。尚、一括選択を行うタイ
ミングを変化させる範囲は、（ｎ−１）番目の分割表示
領域の走査開始側約１／４程度にまで広げても良く、タ
イミングの変化はランダムであっても良い。

【００５０】また、図７（ａ）に示すように消去信号の
タイミングの変化をさせながら、実施の形態１と同様
に、消去信号が書き込まれた行の画素を、その次又は１
行おいて次の行の画素と同時に再選択しても良い。これ
により、横線が黒色でなくなり、横線をさらに目立たな
くすることができる。

【００５１】また、図７（ａ）に示す動作に併せて、図
７（ｂ）に示すように、ｎ番目の分割表示領域の一括選
択が同時に行われる（ｎ−１）番目の画素行の選択を行
わないようにしても良い。このような動作を行うと、一
括選択が同時に行われた画素行は画像信号の書き換えが
行われずに前のフレームの画像情報が残るが、一括選択
が同時に行われるタイミングは変化するため、次のフレ
ームにおいては画像信号の書き込みが行われる。したが
って、画面上には、２フレーム連続して同じ画像情報を
表示する行が、周期的に場所を変えながら現れることに
なる。これにより、消去信号の書き込みによる画面への
影響をさらに抑制することができる。

【００５２】実施の形態３．実施の形態１又は２に示し
た液晶表示装置を、液晶表示装置を駆動するための電
源、映像信号の入力端子等と共に筐体に収納して液晶モ
ニタを構成することができる。こうして構成した液晶モ
ニタは、消費電力が低く、高画質の動画を表示すること
ができる。また、この液晶モニタに、記憶装置及び演算
装置を組み合わせることによってパーソナルコンピュー
タを構成することができる。こうして構成したパーソナ
ルコンピュータは、動画表示に優れ、マルチメディア用
途に適している。

【００５３】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、下記の効果を奏する。本発明の液晶表示装
置は、各サブフレーム期間の前に当該サブフレーム期間
中に走査する全ラインの画素を一括選択し、その一括選
択に同期して、画素電位を揃えるための消去信号を書き
込むため、液晶の初期状態を均一化して、前フレームの
表示階調の相違による液晶応答時間の違いを解消するこ
とができる。また、サブフレーム期間中に走査する全ラ
インの画素に一括して消去信号を書き込むため、従来と
同等の駆動周波数で動作させることができる。したがっ
て、液晶表示装置の消費電力を上げることなく、「ゴー
スト」を改善して動画表示の画質を高めることができ
る。

【００５４】また、消去信号が画像信号の最大電圧レベ
ル以上の電圧レベルを有することにより、液晶の初期状
態を速やかに均一化して動画画質をさらに高めることが
できる。

【００５５】さらに、消去信号の極性をフレーム毎に反
転することにより、液晶中の不純物による焼きつきを防
止することができる。

【００５６】またさらに、ｎ番目のサブフレーム期間に
ついての一括選択を、（ｎ−１）番目のサブフレーム期
間における一のラインの選択と同時に行うことにより、
従来と異なる新たなタイミングを設定する必要がなくな
るため、従来の駆動回路をあまり複雑化することなく消
去信号の書き込みを行うことが可能となる。

【００５７】加えて、一括選択を同時に行うラインを、
当該ラインの後にある少なくとも１つのラインと同時に
再選択することにより、消去信号が書き込まれた画素
に、本来書き込まれる情報に近い画像信号を書き込み、
消去信号の書き込みによって発生する横線が観視者に認
識されないようにすることができる。

【００５８】加えて、一括選択を同時に行うラインをフ
レーム毎に異なるラインとすることにより、横線をさら
に認識し難くすることができる。

【００５９】また、ｎ番目のサブフレーム期間について
の一括選択を、（ｎ−１）番目のサブフレーム期間にお
ける一のラインの選択に代えて行い、そのラインをフレ
ーム毎に異なるラインとすることによっても、横線が観
視者に認識されないようにすることができる。

【００６０】また、画像表示部の背面に分割表示領域ご
とに照明可能な光源を設けて、各分割表示領域をその領
域の走査終了から遅延して所定期間だけ照明することに
より、液晶表示装置の発光をインパルス型として動画表
示の画質をさらに高めることができる。

【００６１】また、各分割表示領域を、当該分割表示領
域に消去信号が書き込まれる間は照明しないことによ
り、画像を消去する間の画像の乱れが観視者に認識され
ないようにして、色度ずれ等の発生を防止することがで
きる。

【００６２】また、本発明の液晶表示装置をツイステッ
ド・ネマチック型とすることにより、従来の製造技術を
生かして容易に製造することができる。

【００６３】また、本発明に係る液晶表示装置を用いて
液晶モニタを構成することにより、携帯用途に適し、動
画対応に優れた液晶モニタを提供することができる。

【００６４】さらに、本発明は、かかる液晶モニタを用
いてパーソナルコンピュータを構成することにより、高
画質の動画を表示でき、マルチメディア用途に適したパ
ーソナルコンピュータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る液晶表
示装置を示す正面図である。

【図２】図２は、本発明の実施の形態１に係る液晶表
示装置を示す側面図である。

【図３】図３は、本発明の実施の形態１に係る液晶表
示装置を示す背面図である。

【図４】図４は、本発明の実施の形態１に係る液晶表
示装置の駆動回路を示すブロック図である。

【図５】図５は、本発明の実施の形態１に係る液晶表
示装置について、液晶光学応答及びバックライト点灯の
タイミングを示すタイミング図である。

【図６】図６は、本発明の実施の形態１に係る液晶表
示装置について、ソース信号線とゲート配線との電位変
化、及びバックライトの点灯のタイミングを示すタイミ
ング図である。

【図７】図７（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形
態２に係る液晶表示装置について、ゲート配線の電位変
化を示す模式図である。

【図８】図８は、液晶パネルの書き込み電圧と透過光
強度の関係を示すグラフである。

【図９】図９（ａ）〜（ｃ）は、動画表示における画
質異常の様子を示す模式図である。

【図１０】図１０（ａ）及び（ｂ）は、ＴＦＴ−ＬＣ
Ｄ及びＣＲＴの発光信号を示す模式図である。

【図１１】図１１は、従来の液晶表示装置の構成を示
す概略図である。

【図１２】図１２は、従来の液晶表示装置の動作を示
すタイミング図である。

【図１３】図１３は、従来の液晶表示装置の別の一例
についての動作を示すタイミング図である。

【符号の説明】

１画素、２ＴＦＴ、４画像信号処理回路、６水
平シフトレジスタ、７ラッチ回路、８Ｄ/Ａコンバー
タ、９及び１４バッファ、１２垂直シフトレジス
タ、１３ＯＲ回路、１６水平ドライバ回路、１７
垂直ドライバ回路、１８バックライト制御回路、２０
液晶表示装置、２２液晶パネル、２２ａ画像表示
部、２４垂直駆動回路、２５垂直回路基板、２６
ゲートドライバＩＣ、２８ゲート配線、３０水平駆
動回路、３１水平回路基板、３２ソースドライバＩ
Ｃ、３３ドライバ制御回路、３４ソース信号線、３
６バックライト、３８冷陰極管、４０遮光壁、４２
バックライト点灯回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４１Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４１Ｅ６６０６６０Ｖ (72)発明者藤野順一東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者小田恭一郎東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者飛田敏男東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内Ｆターム(参考） 2H093 NA16 NA31 NA41 NC22 NC26 NC42 ND01 ND12 ND39 NF05 NF13 5C006 AA14 AC21 AC28 BB16 EA01 FA29 FA47 5C080 AA10 BB05 DD01 DD26 EE19 EE29 FF11 JJ01 JJ02 JJ04 JJ05 JJ06 KK02 KK43

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マトリックス状に配列した画素と、各画
素に接続したスイッチ手段とを有する画像表示部と、前記スイッチ手段を駆動しながら前記画素をライン毎に
選択して１フレーム期間に渡って一画面の走査を行う行
駆動回路と、前記走査に同期して、選択されたラインの画素に画像信
号を書きこむ列駆動回路とを備えた液晶表示装置におい
て、前記行駆動回路は、１フレーム期間を複数のサブフレー
ム期間に分割し、各サブフレーム期間の前に当該サブフ
レーム期間中に走査する全ラインの画素を一括選択し、
該一括選択に同期して、前記列駆動回路が、画素電位を
揃えるための消去信号を一括選択された画素に書き込む
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】前記消去信号が、前記画像信号の最大電
圧レベル以上の電圧レベルを有することを特徴とする請
求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記消去信号が、フレーム毎に極性を反
転することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項４】前記行駆動回路が、ｎ番目（ｎは整数）
のサブフレーム期間についての一括選択を、（ｎ−１）
番目のサブフレーム期間における一のラインの選択と同
時に行うことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装
置。
【請求項５】前記行駆動回路が、前記一括選択を同時
に行う一のラインを、当該ラインの後にある少なくとも
１つのラインと同時に再選択することを特徴とする請求
項４記載の液晶表示装置。
【請求項６】前記行駆動回路が、前記一括選択を同時
に行う一のラインを、フレーム毎に異なるラインとする
ことを特徴とする請求項４又は５記載の液晶表示装置。
【請求項７】前記行駆動回路が、ｎ番目（ｎは整数）
のサブフレーム期間についての一括選択を、（ｎ−１）
番目のサブフレーム期間における一のラインの選択に代
えて行い、前記一のラインをフレーム毎に異なるライン
とすることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項８】前記画像表示部の背面に、各サブフレー
ム期間に走査される画素行から成る分割表示領域ごとに
分割して照明可能な光源を備え、前記光源が、各分割表示領域を、該領域の走査終了から
遅延して所定期間だけ照明することを特徴とする請求項
１記載の液晶表示装置。
【請求項９】前記光源が、各分割表示領域を、当該分
割表示領域に消去信号が書き込まれる間は照明しないこ
とを特徴とする請求項８記載の液晶表示装置。
【請求項１０】ツイステッド・ネマチック型であるこ
とを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の
液晶表示装置。
【請求項１１】請求項１乃至１０のいずれか１項に記
載の液晶表示装置を備えた液晶モニタ。
【請求項１２】請求項１１記載の液晶モニタを備えた
パーソナルコンピュータ。